雷射在光伏行業中的各類應用
發佈時間:2023.11.06
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在光伏能源的開發和利用過程中,雷射技術作為一種高精度、高效能的工具,正發揮著越來越重要的作用。 本文將探討雷射技術在光伏能源領域的應用,並展望其未來的發展前景。

雷射切割
雷射可以用於晶體矽切割,通過精確控制鐳射切割參數,可以實現高效、低損耗的矽片切割,提高光伏組件的效率和產量。 其次,雷射還可以用於光伏電池的製作過程中,通過雷射刻蝕科技,可以實現對電池表面的微納結構加工,提高光的吸收效率,新增光伏電池的輸出功率。
雷射切割是一項精確度極高的工藝,雷射切割科技被用於將矽太陽能電池片切割成所需的尺寸。



它的主要原理就是聚焦後的雷射光束照射到被切割的資料表面上。 光子能量被資料吸收,導致資料的局部加熱。 當雷射光束的能量足够高時,它可以將資料表面加熱到足以引發熔化或蒸發的溫度。 對於金屬材料,通常是熔化,而對於非金屬材料,如塑膠或木材,通常是蒸發。

雷射摻雜
雷射摻雜設備雷射摻雜是一種資料處理科技,通常應用於半導體材料,特別是矽材料,以改變其電學性質。 該科技的原理是使用高功率雷射器照射在電晶體表面,將外部摻雜資料(通常是硼或磷)引入電晶體晶格中。

它的優勢在於:
1、高精度:雷射摻雜可以實現非常高的摻雜精度和空間分辯率,使得摻雜過程能够精確控制。
2、無接觸性:非接觸性的加工方法不會引入機械損傷或雜質污染,特別適合製造高性能半導體器件。
3、快速加工:雷射摻雜是一個高速過程,可以在短時間內處理大量資料。
4、適用性廣泛:這項科技適用於不同類型的半導體材料,包括矽、鎵砷化鎵、砷化銦等。

雷射轉印
雷射圖形轉印科技(Pattern Transfer Printing,簡稱:PTP)是一種新型的非接觸式的印刷科技,該科技原理是在特定柔性透光資料上塗覆所需漿料,採用高功率雷射束高速圖形化掃描,將漿料從柔性透光資料上轉移至電池表面,形成栅線。

其主要步驟包括:
1、底層準備:在太陽能電池的製造過程中,底層通常是透明導電層,用於收集太陽能並傳輸電流。
2、雷射照射:使用雷射光束照射在底層上,以精確控制的管道移動雷射焦點。 雷射的高能量密度可以選擇性地燒結或劃傷底層,以形成電池的特定模式。
3、層疊:不同的電池層,如活性層和電極,可以通過雷射轉印逐層疊加到底層上。
4、成型和封裝:最後,電池組件通過成型和封裝步驟進行加工,形成最終的太陽能電池。

它的優勢在於:
1、高精度:雷射轉印科技能够實現極高的精度和分辯率,有助於生產高效率的太陽能電池,印刷高度一致性、均勻性優良,誤差在2um,低溫銀漿也同樣適用(HJT)。
2、非接觸性:這是一種非接觸性加工方法,不會損壞或污染電池組件,有助於提高電池的質量,並且在未來的薄片化的行程中肯定鋒芒畢露。
3、快速生產:雷射轉印是一種高速加工方法,可以提高太陽能電池的生產效率。
4、多資料適應性:這項科技可以應用於多種不同類型的電池資料,包括有機資料、矽材料等。
5、成本控制:比較絲網印刷,雷射轉印的栅線更細,可以做到18um以下漿料節省30%,TOPCON的雙面銀漿、HJT低溫銀漿都會由於雷射轉印科技减少大量的銀漿消耗成為降本增效的重要科技之一。

雷射打孔
雷射打孔的原理是利用雷射束的高能量密度來將資料的局部區域加熱至足够高的溫度,以使資料蒸發、熔化或者氣化,從而形成孔洞。
雷射打孔的關鍵是控制雷射的能量密度、照射時間和焦點位置,以確保資料被精確地加工成所需的孔洞。 這種精確性和高能量密度使雷射打孔成為許多工業應用中的理想選擇,包括光伏行業中的太陽能電池製造。 不同類型的雷射(例如,CO2雷射、Nd:YAG雷射、飛秒鐳射等)可以用於不同類型的資料和應用,囙此需要根據具體的需求選擇適當的雷射系統。 雷射打孔在光伏行業有廣泛的應用,特別是在太陽能電池製造過程中。

以下是一些雷射打孔在光伏行業中的主要應用:
1、電池片加工:雷射打孔常用於太陽能電池片的加工。 這些小孔可以用來提高電池片的光吸收效率,减少反射損失,從而新增光電轉換效率(陷光效應)。 雷射打孔可以在矽片、多晶矽片和其他太陽能電池資料上進行精確而高效的加工。
2、電池及組件連接:在太陽能電池組裝過程中,電池之間需要連接電線。 雷射打孔可以用來製作電池之間的電線連接孔,以確保電池之間的電流傳輸順暢,减少能量損失。 在太陽能電池組件的製造過程中,雷射打孔也用於製造支架、框架和其他組件的孔洞和連接點。
3、光伏玻璃背板:因為常規的光伏電池組件僅蓋板使用光伏玻璃,而雙玻組件的蓋板和背板都使用光伏玻璃,而背板光伏玻璃必須在特定位置打孔才能把光伏電池組件的電流導線引出到接線盒。 囙此光伏玻璃背板打孔成為深加工生產中必不可少的一道工序

總的來說,雷射打孔在光伏行業中廣泛應用,可以提高太陽能電池的效率、降低製造成本,並提高產品品質。 這些應用有助於推動太陽能科技的發展,促進可再生能源的利用。 需要注意的是,具體的應用可能因制造技術和資料而异,囙此實際應用中需根據需要選擇適當的雷射技術和參數。

以上也只是雷射工藝在光伏行業應用的一部分,當然還包括雷射開槽(XBC)、雷射消融(PERC)等等。
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